Python多线程编程

在计算机科学中，线程或执行线程被定义为可以在操作系统中调度的最小单元。 线程通常是由计算机脚本或程序的分支在两个或多个并行任务（通过多任务在单个处理器上实现）中创建的。 线程通常包含在进程中。 同一进程中可以存在多个线程。 这些线程共享内存和进程状态。 换句话说：它们共享代码或指令及其变量的值。
有两种不同类型的线程：

• 内核线程
• 用户空间线程或用户线程

内核线程是操作系统的一部分，而用户空间线程未在内核中实现。

以某种方式，用户空间线程可以看作是编程语言功能概念的扩展。 因此，线程用户空间线程类似于函数或过程调用。 但是常规函数（尤其是返回行为）有所不同。

线程和全局变量每个进程都有至少一个线程，即进程本身。 一个进程可以启动多个线程。 操作系统像并行“进程”一样执行这些线程。 在单处理器计算机上，此并行性是通过线程调度或时间分段来实现的。

ss8.png

每个进程都有至少一个线程，即进程本身。 一个进程可以启动多个线程。 操作系统像并行“进程”一样执行这些线程。 在单处理器计算机上，此并行性是通过线程调度或时间分段来实现的。

线程化的优点：
多线程程序可以在具有多个CPU的计算机系统上更快地运行，因为这些线程可以真正并发执行。
程序可以保持对输入的响应。 在单CPU和多CPU上都是如此
进程的线程可以共享全局变量的内存。 如果在一个线程中更改了全局变量，则此更改对所有线程均有效。 线程可以具有局部变量。

线程的处理比操作系统的处理更简单。 这就是为什么有时将它们称为轻量级工艺（LWP）的原因

Python中的线程

有两个模块支持在Python中使用线程：thread 和threading

请注意：很长一段时间以来，线程模块一直被视为“不推荐使用”。 鼓励用户改用线程模块。 因此，在Python 3中，模块“线程”不再可用。 但这并不是真的：由于Python3中的向后不兼容，它已重命名为“ _thread”。

模块“thread”将线程视为函数，而模块“threading”以面向对象的方式实现，即每个线程都对应于一个对象。

本篇没打算使用thread模块，而是使用面向对象模式的threading，请查看如下示例

以下示例显示了一个有趣的应用程序，例如我们可以通过多线程ping局域网内的主机,确定局域网中哪些地址处于活动状态或哪些计算机处于活动状态，则可以使用下面。 但是您必须谨慎使用该范围，因为如果一次启动太多ping，它会阻塞网络。 手动地，我们将对网络192.168.50.x执行以下操作：我们将依次ping地址192.168.50.0、192.168.50.1、192.168.50.3直到192.168.178.255。 每次我们都必须等待几秒钟的返回值。 可以使用Python在IP地址的地址范围内进行for循环和os.popen（“ ping -q -c2” + ip，“ r”）进行编程。

单线程方案

缺点是等待时间很慢

#!/usr/bin/python3
from threading import Thread
import os,re


ipPat=re.compile('(\d+\.\d+\.\d+\.)\d+')


ipRang=input("输入扫描的网段：")
res=ipPat.findall(ipRang)
net=res[0] if res else None

s=e=1

if net:
    r=input("输入ip段首个地址")
    if re.compile('\d+').findall(r):
        if int(r)<0 or int(r)>254:
            print("ipv4地址只限制1到254之间!!")
        else:
            s=int(r)
    #end-if
    r=input("输入ip段末端地址")
    if re.compile('\d+').findall(r):
        if int(r)<0 or int(r)>254:
            print("ipv4地址只限制1到254之间!!")
        else:
            e=int(r)
    #end-if
else:
    exit(0)
    
    
print("s=",s,"e=",e)

recv_text=re.compile(r'(\d) received')
status=("no repsonse","alive but losses","alive")

for n in range(s,e):
    ip =net+str(n)
    ping_out=os.popen("ping -q -c2 "+ip,"r")
    print("...pinging ",ip)
    
    while True:
        line=ping_out.readline()
        if not line:break
        n_recv=recv_text.findall(line)
        if n_recv:
            print("ip:",ip,status[int(n_recv[0])])
    #end-while
#end-fory

没有线程的解决方案效率极低，因为脚本必须等待每次ping操作。

多线程方案

#!/usr/bin/python3
from threading import Thread
import os,re

class ip_scan(Thread):
    
    def __init__(self,ip):
        super(ip_scan, self).__init__()
        self.success=-1
        self.ip=ip
        
    def run(self) -> None:
        ping_out=os.popen("ping -q -c2 "+self.ip,"r")
        while True:
            line=ping_out.readline()
            if not line:break
            n_recv=re.findall(recv_pat,line)
            if n_recv:
                self.success=int(n_recv[0])
        #end-while
    #end-def

    def status(self):
        if self.success==0:
            return "no response!!"
        elif self.success==1:
            return "alive,but 50 % package loss"
        elif self.success==2:
            return "alive"
        else:
            return "some problem occur 囧!!"
    #end-def
#end-class

if __name__=='__main__':
    ipPat = re.compile('(\d+\.\d+\.\d+\.)\d+')
    recv_pat = re.compile(r'(\d) received')
    
    ipRang = input("输入扫描的网段：")
    res = ipPat.findall(ipRang)
    net = res[0] if res else None
    
    s = e = 1
    
    if net:
        r = input("输入ip段首个地址")
        if re.compile('\d+').findall(r):
            if int(r) < 0 or int(r) > 254:
                print("ipv4地址只限制1到254之间!!")
            else:
                s = int(r)
        # end-if
        r = input("输入ip段末端地址")
        if re.compile('\d+').findall(r):
            if int(r) < 0 or int(r) > 254:
                print("ipv4地址只限制1到254之间!!")
            else:
                e = int(r)
    # end-if
    else:
        exit(0)
        
    result=[]
    for n in range(s,e):
        ip=net+str(n)
        cur=ip_scan(ip)
        result.append(cur)
        cur.start()
    #end-for
    
    for c in result:
        c.join()
        print("Status from ",c.ip,"is ",c.status())
    #end-for

特此声明

以上脚本仅用于网络维护之用，如用来从事恶意的网络扫描，本文作者概不负任何责任，请将python技术用于正途